JP2005230845A - Ultrasonic joining apparatus, and method for producing electronic device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic joining apparatus capable of sufficiently heating the object to be joined without exerting influence on ultrasonic vibration, and to provide a method for producing an electronic device. <P>SOLUTION: In the ultrasonic joining apparatus, ultrasonic vibration is applied to join a chip 12 and a substrate 9. The apparatus is provided with: a joining stage 8 to be mounted with the substrate 9; an ultrasonic vibrator 2 generating ultrasonic vibration; an ultrasonic horn 1 connected to ultrasonic vibrator 2 and transmitting ultrasonic vibration generated in the ultrasonic vibrator 2 to the chip 12; a heater 3 heating the ultrasonic horn 1; and a moving mechanism realizing a state where the ultrasonic horn 1 and the heater 3 are contacted and a state where the ultrasonic horn 1 and the heater 3 are separated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、超音波接合装置および電子デバイスの製造方法に関し、特に、電子部品と基板とを接合する超音波接合装置および電子デバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic bonding apparatus and an electronic device manufacturing method, and more particularly to an ultrasonic bonding apparatus and an electronic device manufacturing method for bonding an electronic component and a substrate.

電子部品と基板とを接合するための装置として、超音波接合装置が従来から用いられている。   An ultrasonic bonding apparatus has been conventionally used as an apparatus for bonding an electronic component and a substrate.

たとえば特許第3078231号公報(従来例1)においては、超音波振動子の出力端に結合された共振器とこれに相対峙して配置された載荷台との一方または両方を互いに近づく方向に移動させ、それらの間で重ね合わせれた複数の被接合部材を加圧保持し、振動子から共振器に伝達された超音波振動により、複数の被接合部材を互いに接合する超音波接合装置であって、共振器を加熱するためのヒータを、該共振器の最小振幅点に配置したものが開示されている。   For example, in Japanese Patent No. 3078231 (conventional example 1), one or both of the resonator coupled to the output end of the ultrasonic transducer and the loading table disposed so as to face the resonator are moved in a direction approaching each other. An ultrasonic bonding apparatus that pressurizes and holds a plurality of members to be bonded between them and bonds the members to be bonded to each other by ultrasonic vibration transmitted from a vibrator to a resonator. A heater in which a heater for heating the resonator is arranged at the minimum amplitude point of the resonator is disclosed.

また、特開2003−282644号公報(従来例2)においては、超音波振動発生手段と、該超音波振動発生手段と結合された共振体と、共振体に埋設されたヒータ(加熱手段)とを備えた超音波ヘッドが開示されている。   In JP 2003-282644 A (conventional example 2), an ultrasonic vibration generating means, a resonator coupled to the ultrasonic vibration generating means, and a heater (heating means) embedded in the resonator. An ultrasonic head comprising:

また、特開2003−145282号公報(従来例3)においては、超音波発振子と、該超音波発振子に接続された超音波ホーンと、超音波ホーンに取付けられたヒータと、超音波ホーンを冷却する冷却部とを備えた超音波接合装置が開示されている。   In JP 2003-145282 A (conventional example 3), an ultrasonic oscillator, an ultrasonic horn connected to the ultrasonic oscillator, a heater attached to the ultrasonic horn, and an ultrasonic horn An ultrasonic bonding apparatus including a cooling unit that cools the liquid is disclosed.

さらに、特開平9−168876号公報(従来例4)においては、超音波ホーンと対向するアンビル(ベース)にヒータを挿入し、該ヒータによりアンビルを加熱し、加熱されたアンビルの熱を被接合物に伝達するようにした超音波接合装置が開示されている。
特許第3078231号公報 特開2003−282644号公報 特開2003−145282号公報 特開平9−168876号公報
Furthermore, in JP-A-9-168876 (conventional example 4), a heater is inserted into an anvil (base) facing the ultrasonic horn, the anvil is heated by the heater, and the heat of the heated anvil is joined. An ultrasonic bonding apparatus adapted to transmit to an object is disclosed.
Japanese Patent No. 3078231 JP 2003-282644 A JP 2003-145282 A JP-A-9-168876

しかしながら、上記のような超音波接合装置においては、以下のような問題があった。   However, the ultrasonic bonding apparatus as described above has the following problems.

従来例1〜3に示すように、超音波振動を伝達するための伝達部材にヒータを取付けて超音波振動による接合を行なう場合、伝達部材に取付けられたヒータによる超音波振動への影響を完全に排除することができない。また、ヒータと伝達部材とを非接触の状態にして加熱する場合、加熱効率が低下するという問題がある。   As shown in Conventional Examples 1 to 3, when a heater is attached to a transmission member for transmitting ultrasonic vibration and joining by ultrasonic vibration is performed, the influence on the ultrasonic vibration by the heater attached to the transmission member is completely eliminated. Can not be excluded. Further, when heating the heater and the transmission member in a non-contact state, there is a problem that the heating efficiency is lowered.

また、従来例4に示すように、ベース側のみにヒータを設けた場合、伝達部材(超音波ホーンなど)側の加熱が不十分となる場合がある。この結果、被接合部材を接合する際に、固定樹脂などの接合部材の粘度が変化し、接合条件が安定しにくいという問題がある。   Moreover, as shown in Conventional Example 4, when a heater is provided only on the base side, heating on the transmission member (such as an ultrasonic horn) side may be insufficient. As a result, when the members to be joined are joined, there is a problem that the viscosity of the joining member such as the fixing resin changes, and the joining conditions are difficult to stabilize.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、超音波振動に影響を与えることなく被接合物を十分に加熱することができる超音波接合装置および電子デバイスの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic bonding apparatus and an electronic device capable of sufficiently heating an object to be bonded without affecting ultrasonic vibration. It is to provide a device manufacturing method.

本発明に係る超音波接合装置は、超音波振動を加えて電子部品と基板とを接合する超音波接合装置であって、基板が載置されるテーブルと、超音波振動を発生させる発振部と、発振部に接続され、発振部において発生した超音波振動を電子部品に伝達する振動伝達部と、振動伝達部を加熱するヒータと、振動伝達部とヒータとが接する状態と振動伝達部とヒータとが離間した状態とを実現する移動機構とを備える。   An ultrasonic bonding apparatus according to the present invention is an ultrasonic bonding apparatus that applies ultrasonic vibration to bond an electronic component and a substrate, and includes a table on which the substrate is placed, an oscillation unit that generates ultrasonic vibration, The vibration transmitting unit connected to the oscillating unit and transmitting ultrasonic vibration generated in the oscillating unit to the electronic component, the heater for heating the vibration transmitting unit, the state in which the vibration transmitting unit and the heater are in contact, the vibration transmitting unit and the heater And a moving mechanism that realizes a separated state.

本発明に係る電子デバイスの製造方法は、電子部品と基板とを有する電子デバイスの製造方法であって、基板をテーブル上に載置する工程と、超音波発振部からの超音波振動を電子部品に伝達する振動伝達部で電子部品を保持する工程と、電子部品を保持した振動伝達部をヒータにより加熱する工程と、振動伝達部とヒータとを離間させる工程と、振動伝達部とヒータとを離間させた後に、電子部品に伝達された超音波振動により電子部品と基板とを接合する工程とを備える。   An electronic device manufacturing method according to the present invention is an electronic device manufacturing method having an electronic component and a substrate, the step of placing the substrate on a table, and ultrasonic vibration from an ultrasonic oscillation unit. A step of holding the electronic component by the vibration transmission unit transmitting to the step, a step of heating the vibration transmission unit holding the electronic component by the heater, a step of separating the vibration transmission unit and the heater, and the vibration transmission unit and the heater. A step of joining the electronic component and the substrate by ultrasonic vibration transmitted to the electronic component after the separation.

本発明によれば、超音波振動を加えて電子部品と基板とを接合する超音波接合において、超音波振動に影響を与えることなく被接合物を十分に加熱することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the ultrasonic bonding which joins an electronic component and a board | substrate by applying ultrasonic vibration, a to-be-joined object can fully be heated, without affecting ultrasonic vibration.

以下に、本発明に基づく超音波接合装置および電子デバイスの製造方法の実施の形態について、図1から図11を用いて説明する。   Embodiments of an ultrasonic bonding apparatus and an electronic device manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

(実施の形態1)
図1,図2は、実施の形態1に係る超音波接合装置を示した図である。
(Embodiment 1)
1 and 2 are diagrams showing an ultrasonic bonding apparatus according to the first embodiment.

本実施の形態に係る超音波接合装置は、超音波振動を加えてチップ12(電子部品)と基板9とを接合する超音波接合装置であって、図1に示すように、基板9が載置される接合ステージ8(テーブル)と、超音波振動を発生させる超音波振動子2(発振部)と、超音波振動子2に接続され、超音波振動子2において発生した超音波振動をチップ12に伝達する超音波ホーン1(振動伝達部)と、超音波ホーン1を加熱するヒータ3と、超音波ホーン1とヒータ3とが接する状態と、超音波ホーン1とヒータ3とが離間した状態とを実現する移動機構とを備える。   The ultrasonic bonding apparatus according to the present embodiment is an ultrasonic bonding apparatus that applies ultrasonic vibration to bond the chip 12 (electronic component) and the substrate 9, and the substrate 9 is mounted as shown in FIG. 1. The joining stage 8 (table) to be placed, the ultrasonic vibrator 2 (oscillator) for generating ultrasonic vibration, and the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic vibrator 2 connected to the ultrasonic vibrator 2 are chipped. 12, the ultrasonic horn 1 (vibration transmission part) which transmits to 12, the heater 3 which heats the ultrasonic horn 1, the state where the ultrasonic horn 1 and the heater 3 are in contact, and the ultrasonic horn 1 and the heater 3 are separated from each other. And a moving mechanism for realizing the state.

移動機構は、ヒータ3を超音波ホーン1に接する位置から超音波ホーン1と離間する位置に移動させるヒータ移動手段4と、電子部品12をそれぞれθ方向(Z軸まわりの回転方向)、Z軸方向、XY平面方向に移動させるθ方向移動手段5、Z方向移動手段6、XY方向移動手段7とを有する。   The moving mechanism includes a heater moving means 4 that moves the heater 3 from a position in contact with the ultrasonic horn 1 to a position that is separated from the ultrasonic horn 1, and the electronic component 12 in the θ direction (rotating direction around the Z axis) and the Z axis, respectively. Direction moving means 5 for moving in the XY plane direction, Z direction moving means 6, and XY direction moving means 7.

接合ステージ8は、ベース14上に設けられる。接合ステージ8上に被接合物である基板9が載置される。接合ステージ8には加熱手段(図示せず)が設けられ、基板9および基板9上の固定樹脂11を加熱している。   The joining stage 8 is provided on the base 14. A substrate 9, which is an object to be bonded, is placed on the bonding stage 8. The joining stage 8 is provided with heating means (not shown) to heat the substrate 9 and the fixing resin 11 on the substrate 9.

ベース14A上にはXY方向移動手段7が設けられ、XY方向移動手段7から支柱16が立ち上がる。支柱16の先端側にはZ方向移動手段6が設けられ、Z方向移動手段6から支柱16と交差する方向にアーム17が立ち上がる。アーム17の先端側にはθ方向移動手段5を介してブラケット15が取り付けられる。ブラケット15の一端側にはヒータ移動手段4を介してヒータ3が取付けられ、ブラケット15の他端側には超音波振動子2が取付けられる。すなわち、ヒータ3は、ヒータ移動手段4を介して超音波振動子2に接続されている。   An XY direction moving means 7 is provided on the base 14 </ b> A, and the support column 16 rises from the XY direction moving means 7. The Z direction moving means 6 is provided at the tip end side of the column 16, and the arm 17 rises from the Z direction moving unit 6 in a direction intersecting the column 16. A bracket 15 is attached to the distal end side of the arm 17 via the θ-direction moving means 5. The heater 3 is attached to one end side of the bracket 15 via the heater moving means 4, and the ultrasonic transducer 2 is attached to the other end side of the bracket 15. That is, the heater 3 is connected to the ultrasonic transducer 2 via the heater moving means 4.

被接続物であるチップ12は、超音波ホーン1に保持される。超音波ホーン1は、超音波振動子2に接続されており、超音波振動子2において発生した超音波振動をチップ12に伝達する。   The chip 12 that is a connected object is held by the ultrasonic horn 1. The ultrasonic horn 1 is connected to the ultrasonic vibrator 2 and transmits the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic vibrator 2 to the chip 12.

上記の移動手段の動作について、超音波接合の手順と併せて以下に説明する。   The operation of the moving means will be described below together with the procedure of ultrasonic bonding.

図1を参照して、ヒータ3は超音波ホーン1に接触しており、ヒータ3によって超音波ホーン1が加熱される。この状態で、θ方向移動手段5およびXY方向移動手段7を作動させ、チップ12の電極13と基板9上の電極10との位置合わせを行なう。   Referring to FIG. 1, heater 3 is in contact with ultrasonic horn 1, and ultrasonic horn 1 is heated by heater 3. In this state, the θ-direction moving means 5 and the XY-direction moving means 7 are operated to align the electrode 13 on the chip 12 with the electrode 10 on the substrate 9.

図1の状態から、Z方向移動手段6によって超音波ホーン1を下降させ、図2に示すように、固定樹脂11を介して基板9とチップ12とを接続、加圧する。この際、ヒータ移動手段4を作動させ、ヒータ3を超音波ホーン1から離間させる。   From the state of FIG. 1, the ultrasonic horn 1 is lowered by the Z-direction moving means 6, and the substrate 9 and the chip 12 are connected and pressurized via the fixing resin 11 as shown in FIG. 2. At this time, the heater moving means 4 is operated to separate the heater 3 from the ultrasonic horn 1.

この状態で、超音波振動子2を作動させ、超音波ホーン1を超音波振動させる。以上の工程の実施により、電極10,13が互いに接続され、基板9とチップ12とを有する電子デバイスが作製される。   In this state, the ultrasonic vibrator 2 is operated and the ultrasonic horn 1 is ultrasonically vibrated. By performing the above steps, the electrodes 10 and 13 are connected to each other, and an electronic device having the substrate 9 and the chip 12 is manufactured.

本実施の形態に係る電子デバイスの製造方法について要約すると、以下のようになる。本実施の形態に係る電子デバイスの製造方法は、基板9を接合ステージ8(テーブル)上に載置する工程と、超音波振動子2(超音波発振部)からの超音波振動をチップ12(電子部品)に伝達する超音波ホーン1(振動伝達部)でチップ12を保持する工程と、チップ12を保持した超音波ホーン1をヒータ3により加熱する工程と、超音波ホーン1とヒータ3とを離間させる工程と、超音波ホーン1とヒータ3とを離間させた後に、チップ12に伝達された超音波振動によりチップ12と基板9とを電気的に接続(接合)する工程とを備える。   A summary of the electronic device manufacturing method according to the present embodiment is as follows. In the method of manufacturing an electronic device according to the present embodiment, the step of placing the substrate 9 on the bonding stage 8 (table) and the ultrasonic vibration from the ultrasonic vibrator 2 (ultrasonic oscillator) are performed on the chip 12 ( A step of holding the chip 12 by the ultrasonic horn 1 (vibration transmission unit) that transmits to the electronic component, a step of heating the ultrasonic horn 1 holding the chip 12 by the heater 3, the ultrasonic horn 1 and the heater 3, And a step of electrically connecting (bonding) the chip 12 and the substrate 9 by ultrasonic vibration transmitted to the chip 12 after the ultrasonic horn 1 and the heater 3 are separated from each other.

本実施の形態においては、ヒータ3により超音波ホーン1を加熱することで、チップ12が加熱されるので、チップ12と固定樹脂11とが接触した際に、固定樹脂11の温度および粘度が変化するのを抑制することができる。また、超音波振動によりチップ12と基板9と接合する際に超音波ホーン1とヒータ3とを離間させることで、ヒータ3による超音波振動への影響を抑制することができる。以上により、安定した接合条件を実現することができる。   In this embodiment, since the chip 12 is heated by heating the ultrasonic horn 1 with the heater 3, the temperature and viscosity of the fixed resin 11 change when the chip 12 and the fixed resin 11 come into contact with each other. Can be suppressed. Moreover, when the chip | tip 12 and the board | substrate 9 are joined by ultrasonic vibration, the influence on the ultrasonic vibration by the heater 3 can be suppressed by separating the ultrasonic horn 1 and the heater 3 from each other. As described above, stable bonding conditions can be realized.

(実施の形態2)
図3,図4は、実施の形態2に係る超音波接合装置を示した図である。なお、図3は、ヒータ3により超音波ホーン1を加熱している状態を示す図であり、図4は、ヒータ3を超音波ホーン1から離間させた後に、超音波振動によりチップ12と基板9とを接合している状態を示す図である。
(Embodiment 2)
3 and 4 are diagrams showing an ultrasonic bonding apparatus according to the second embodiment. 3 is a diagram showing a state in which the ultrasonic horn 1 is heated by the heater 3, and FIG. 4 is a diagram in which the heater 12 is separated from the ultrasonic horn 1 and then the chip 12 and the substrate are subjected to ultrasonic vibration. 9 is a diagram showing a state in which 9 is joined.

本実施の形態に係る超音波接合装置は、実施の形態1に係る超音波接合装置の変形例であって、図3,図4に示すように、ベース14B上にθ方向移動手段5とXY方向移動手段7とを設けた点で、実施の形態1と異なる。   The ultrasonic bonding apparatus according to the present embodiment is a modification of the ultrasonic bonding apparatus according to the first embodiment. As shown in FIGS. 3 and 4, the θ-direction moving means 5 and the XY are placed on the base 14B. The difference from the first embodiment is that the direction moving means 7 is provided.

本実施の形態においては、ベース14から支柱16が立ち上がる。支柱16の先端側にはZ方向移動手段6が設けられ、Z方向移動手段6から支柱16と交差する方向にアーム17が立ち上がる。アーム17の先端側にはブラケット15が取り付けられる。ブラケット15の一端側にはヒータ移動手段4を介してヒータ3が取付けられ、ブラケット15の他端側には超音波振動子2が取付けられる。すなわち、ヒータ3は、ヒータ移動手段4を介して超音波振動子2に接続されている。   In this embodiment, the support column 16 rises from the base 14. The Z direction moving means 6 is provided at the tip end side of the column 16, and the arm 17 rises from the Z direction moving unit 6 in a direction intersecting the column 16. A bracket 15 is attached to the distal end side of the arm 17. The heater 3 is attached to one end side of the bracket 15 via the heater moving means 4, and the ultrasonic transducer 2 is attached to the other end side of the bracket 15. That is, the heater 3 is connected to the ultrasonic transducer 2 via the heater moving means 4.

以上の構成により、実施の形態1と同様の移動機構を実現することができる。したがって、本実施の形態においても、実施の形態1と同様の効果を奏する。   With the above configuration, a moving mechanism similar to that of the first embodiment can be realized. Therefore, the present embodiment has the same effect as the first embodiment.

なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様の事項については、詳細な説明は繰り返さない。   In the present embodiment, detailed description of the same matters as in the first embodiment will not be repeated.

(実施の形態3)
図5,図6は、実施の形態3に係る超音波接合装置を示した図である。なお、図5は、ヒータ3により超音波ホーン1を加熱している状態を示す図であり、図6は、ヒータ3を超音波ホーン1から離間させた後に、超音波振動によりチップ12と基板9とを接合している状態を示す図である。
(Embodiment 3)
5 and 6 are diagrams showing an ultrasonic bonding apparatus according to the third embodiment. 5 is a diagram showing a state in which the ultrasonic horn 1 is heated by the heater 3, and FIG. 6 is a diagram illustrating a state where the heater 3 is separated from the ultrasonic horn 1 and then the chip 12 and the substrate by ultrasonic vibration. 9 is a diagram showing a state in which 9 is joined.

本実施の形態に係る超音波接合装置は、上述した各実施の形態に係る超音波接合装置の変形例であって、図5,図6に示すように、ヒータ3をベース14に接続して固定した点で、上述した各実施の形態と異なる。   The ultrasonic bonding apparatus according to the present embodiment is a modification of the ultrasonic bonding apparatus according to each of the above-described embodiments, and includes a heater 3 connected to a base 14 as shown in FIGS. It differs from the above-described embodiments in that it is fixed.

本実施の形態においては、ベース14A上にXY方向移動手段7が設けられ、XY方向移動手段7から支柱16が立ち上がる。支柱16の先端側にはZ方向移動手段6が設けられ、Z方向移動手段6から支柱16と交差する方向にアーム17が立ち上がる。アーム17の先端側にはθ方向移動手段5を介してブラケット15が取り付けられる。ブラケット15には超音波振動子2が取付けられる。また、ヒータ3は、ベース14に接続されている。   In the present embodiment, the XY direction moving means 7 is provided on the base 14 </ b> A, and the column 16 rises from the XY direction moving means 7. The Z direction moving means 6 is provided at the tip end side of the column 16, and the arm 17 rises from the Z direction moving unit 6 in a direction intersecting the column 16. A bracket 15 is attached to the distal end side of the arm 17 via the θ-direction moving means 5. The ultrasonic transducer 2 is attached to the bracket 15. The heater 3 is connected to the base 14.

図5を参照して、超音波ホーン1はヒータ3と接触し、ヒータ3により超音波ホーン1が加熱されている。この状態から、θ方向移動手段5およびXY方向移動手段7を作動させ、固定樹脂11を介して基板9とチップ12とを接続、加圧する。この際、ヒータ3は固定されているので、超音波ホーン1とヒータ3とが離間する。   Referring to FIG. 5, ultrasonic horn 1 is in contact with heater 3, and ultrasonic horn 1 is heated by heater 3. From this state, the θ direction moving means 5 and the XY direction moving means 7 are operated to connect and pressurize the substrate 9 and the chip 12 via the fixing resin 11. At this time, since the heater 3 is fixed, the ultrasonic horn 1 and the heater 3 are separated from each other.

以上の構成により、上述した各実施の形態と同様の移動機構を実現することができる。したがって、本実施の形態においても、上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。   With the above configuration, a moving mechanism similar to that of each of the above-described embodiments can be realized. Therefore, also in this embodiment, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

なお、本実施の形態において、上述した各実施の形態と同様の事項については、詳細な説明は繰り返さない。   In the present embodiment, detailed description of the same matters as those of the above-described embodiments will not be repeated.

(実施の形態4)
図7,図8は、実施の形態4に係る超音波接合装置を示した図である。なお、図7は、ヒータ3により超音波ホーン1を加熱している状態を示す図であり、図8は、ヒータ3を超音波ホーン1から離間させた後に、超音波振動によりチップ12と基板9とを接合している状態を示す図である。
(Embodiment 4)
7 and 8 are diagrams showing an ultrasonic bonding apparatus according to the fourth embodiment. 7 is a diagram showing a state in which the ultrasonic horn 1 is heated by the heater 3, and FIG. 8 is a diagram in which the heater 12 is separated from the ultrasonic horn 1 and then the chip 12 and the substrate are subjected to ultrasonic vibration. 9 is a diagram showing a state in which 9 is joined.

本実施の形態に係る超音波接合装置は、上述した各実施の形態に係る超音波接合装置の変形例であって、図7,図8に示すように、ヒータ3をベース14B上のXY方向移動手段7に接続した点で、上述した各実施の形態と異なる。   The ultrasonic bonding apparatus according to the present embodiment is a modification of the ultrasonic bonding apparatus according to each of the above-described embodiments. As shown in FIGS. 7 and 8, the heater 3 is placed in the XY directions on the base 14B. It is different from the above-described embodiments in that it is connected to the moving means 7.

本実施の形態においては、ベース14から支柱16が立ち上がる。支柱16の先端側にはZ方向移動手段6が設けられ、Z方向移動手段6から支柱16と交差する方向にアーム17が立ち上がる。アーム17の先端側にはブラケット15が取り付けられる。ブラケット15には超音波振動子2が取付けられる。ベース14B上にはXY方向移動手段7およびθ方向移動手段5が設けられる。さらに、θ方向移動手段5上に接合ステージ8が設けられる。また、ヒータ3は、XY方向移動手段7を介してベース14Bに接続されている。   In this embodiment, the support column 16 rises from the base 14. The Z direction moving means 6 is provided at the tip end side of the column 16, and the arm 17 rises from the Z direction moving unit 6 in a direction intersecting the column 16. A bracket 15 is attached to the distal end side of the arm 17. The ultrasonic transducer 2 is attached to the bracket 15. An XY direction moving means 7 and a θ direction moving means 5 are provided on the base 14B. Further, a joining stage 8 is provided on the θ direction moving means 5. The heater 3 is connected to the base 14 </ b> B via the XY direction moving means 7.

図7を参照して、超音波ホーン1はヒータ3と接触し、ヒータ3により超音波ホーン1が加熱されている。この状態から、θ方向移動手段5およびXY方向移動手段7を作動させ、固定樹脂11を介して基板9とチップ12とを接続、加圧する。この際、超音波ホーン1はXY平面方向には移動しないが、ヒータ3は接合ステージ8と連動してXY平面方向に移動する。すなわち、本実施の形態においては、XY方向移動手段7がヒータ移動手段としても機能している。この結果、超音波ホーン1とヒータ3とが離間する。   Referring to FIG. 7, ultrasonic horn 1 is in contact with heater 3, and ultrasonic horn 1 is heated by heater 3. From this state, the θ direction moving means 5 and the XY direction moving means 7 are operated to connect and pressurize the substrate 9 and the chip 12 via the fixing resin 11. At this time, the ultrasonic horn 1 does not move in the XY plane direction, but the heater 3 moves in the XY plane direction in conjunction with the bonding stage 8. That is, in the present embodiment, the XY direction moving unit 7 also functions as a heater moving unit. As a result, the ultrasonic horn 1 and the heater 3 are separated from each other.

以上の構成により、上述した各実施の形態と同様の移動機構を実現することができる。したがって、本実施の形態においても、上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。   With the above configuration, a moving mechanism similar to that of each of the above-described embodiments can be realized. Therefore, also in this embodiment, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

なお、本実施の形態において、上述した各実施の形態と同様の事項については、詳細な説明は繰り返さない。   In the present embodiment, detailed description of the same matters as those of the above-described embodiments will not be repeated.

(実施の形態5)
図9,図10は、実施の形態5に係る超音波接合装置を示した図である。なお、図9は、ヒータ3により超音波ホーン1を加熱している状態を示す図であり、図10は、ヒータ3を超音波ホーン1から離間させた後に、超音波振動によりチップ12と基板9とを接合している状態を示す図である。
(Embodiment 5)
9 and 10 are diagrams showing an ultrasonic bonding apparatus according to the fifth embodiment. 9 is a diagram showing a state in which the ultrasonic horn 1 is heated by the heater 3, and FIG. 10 is a diagram in which the heater 12 is separated from the ultrasonic horn 1 and then the chip 12 and the substrate are subjected to ultrasonic vibration. 9 is a diagram showing a state in which 9 is joined.

本実施の形態に係る超音波接合装置は、上述した各実施の形態に係る超音波接合装置の変形例であって、図9,図10に示すように、ヒータ3をヒータ移動手段4を介してベース14に接続した点で、上述した各実施の形態と異なる。   The ultrasonic bonding apparatus according to the present embodiment is a modification of the ultrasonic bonding apparatus according to each of the above-described embodiments. As shown in FIGS. 9 and 10, the heater 3 is connected via the heater moving means 4. The point of connection to the base 14 is different from the above-described embodiments.

本実施の形態においては、ベース14から支柱16が立ち上がる。支柱16の先端側にはZ方向移動手段6が設けられ、Z方向移動手段6から支柱16と交差する方向にアーム17が立ち上がる。アーム17の先端側にはブラケット15が取り付けられる。ブラケット15には超音波振動子2が取付けられる。ベース14B上にはXY方向移動手段7およびθ方向移動手段5が設けられる。さらに、θ方向移動手段5上に接合ステージ8が設けられる。また、ヒータ3は、ヒータ移動手段4を介してベース14に接続されている。   In this embodiment, the support column 16 rises from the base 14. The Z direction moving means 6 is provided at the tip end side of the column 16, and the arm 17 rises from the Z direction moving unit 6 in a direction intersecting the column 16. A bracket 15 is attached to the distal end side of the arm 17. The ultrasonic transducer 2 is attached to the bracket 15. An XY direction moving means 7 and a θ direction moving means 5 are provided on the base 14B. Further, a joining stage 8 is provided on the θ direction moving means 5. The heater 3 is connected to the base 14 via the heater moving means 4.

図9を参照して、超音波ホーン1はヒータ3と接触し、ヒータ3により超音波ホーン1が加熱されている。この状態から、θ方向移動手段5およびXY方向移動手段7を作動させ、固定樹脂11を介して基板9とチップ12とを接続、加圧する。この際、ヒータ移動手段4を作動させ、ヒータ3を超音波ホーン1から離間させる。   Referring to FIG. 9, ultrasonic horn 1 is in contact with heater 3, and ultrasonic horn 1 is heated by heater 3. From this state, the θ direction moving means 5 and the XY direction moving means 7 are operated to connect and pressurize the substrate 9 and the chip 12 via the fixing resin 11. At this time, the heater moving means 4 is operated to separate the heater 3 from the ultrasonic horn 1.

以上の構成により、上述した各実施の形態と同様の移動機構を実現することができる。したがって、本実施の形態においても、上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。   With the above configuration, a moving mechanism similar to that of each of the above-described embodiments can be realized. Therefore, also in this embodiment, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

なお、本実施の形態において、上述した各実施の形態と同様の事項については、詳細な説明は繰り返さない。   In the present embodiment, detailed description of the same matters as those of the above-described embodiments will not be repeated.

(実施の形態6)
図11は、実施の形態6に係る超音波接合装置における超音波ホーンとヒータとの接触部を示した図である。
(Embodiment 6)
FIG. 11 is a diagram showing a contact portion between the ultrasonic horn and the heater in the ultrasonic bonding apparatus according to the sixth embodiment.

本実施の形態に係る超音波接合装置は、図11に示すように、ヒータ3と超音波ホーン1との間に、空気よりも熱伝導率が大きく、ヒータ3および超音波ホーン1よりも硬度が小さいシート18(伝熱部)を備える。   As shown in FIG. 11, the ultrasonic bonding apparatus according to the present embodiment has a thermal conductivity higher than that of air between the heater 3 and the ultrasonic horn 1, and has a hardness higher than that of the heater 3 and the ultrasonic horn 1. Is provided with a small sheet 18 (heat transfer section).

シート18に用いる素材としては、たとえばシリコンを含むものなどが考えられる。   As a material used for the sheet 18, for example, a material containing silicon can be considered.

なお、シート18は、上述した各実施の形態に係る超音波接合装置において、すべて適用可能である。図11においては、図示および説明の便宜上、超音波ホーン1およびヒータ3以外の構成の図示は行なわない。   The sheet 18 can be applied to all the ultrasonic bonding apparatuses according to the above-described embodiments. In FIG. 11, for convenience of illustration and description, the configuration other than the ultrasonic horn 1 and the heater 3 is not illustrated.

上述したシート18を設けることで、超音波ホーン1とヒータ3とを接触させた際に、それらの間に生じる空隙の大きさを小さくすることができる。したがって、超音波ホーン1とヒータ3との間の接触熱抵抗を低減することができ、ヒータ3による超音波ホーン1の加熱を効率よく行なうことができる。この結果、加熱に要する時間を短縮することなどが可能となる。   By providing the sheet 18 described above, when the ultrasonic horn 1 and the heater 3 are brought into contact with each other, the size of the gap generated between them can be reduced. Therefore, the contact thermal resistance between the ultrasonic horn 1 and the heater 3 can be reduced, and the ultrasonic horn 1 can be efficiently heated by the heater 3. As a result, the time required for heating can be shortened.

なお、本実施の形態において、上述した各実施の形態と同様の事項については、詳細な説明は繰り返さない。   In the present embodiment, detailed description of the same matters as those of the above-described embodiments will not be repeated.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。また、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments of the present invention have been described above, it is planned from the beginning to appropriately combine the characteristic portions of the above-described embodiments. Moreover, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態1に係る超音波接合装置を示した図である。It is the figure which showed the ultrasonic bonding apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示す超音波接合装置を用いて電子部品と基板とを接合する工程を示した図である。It is the figure which showed the process of joining an electronic component and a board | substrate using the ultrasonic bonding apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態2に係る超音波接合装置を示した図である。It is the figure which showed the ultrasonic bonding apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図3に示す超音波接合装置を用いて電子部品と基板とを接合する工程を示した図である。It is the figure which showed the process of joining an electronic component and a board | substrate using the ultrasonic bonding apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態3に係る超音波接合装置を示した図である。It is the figure which showed the ultrasonic bonding apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図5に示す超音波接合装置を用いて電子部品と基板とを接合する工程を示した図である。It is the figure which showed the process of joining an electronic component and a board | substrate using the ultrasonic bonding apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態4に係る超音波接合装置を示した図である。It is the figure which showed the ultrasonic bonding apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 図7に示す超音波接合装置を用いて電子部品と基板とを接合する工程を示した図である。It is the figure which showed the process of joining an electronic component and a board | substrate using the ultrasonic bonding apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態5に係る超音波接合装置を示した図である。It is the figure which showed the ultrasonic bonding apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. 図9に示す超音波接合装置を用いて電子部品と基板とを接合する工程を示した図である。It is the figure which showed the process of joining an electronic component and a board | substrate using the ultrasonic bonding apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態6に係る超音波接合装置における超音波ホーンとヒータとの接触部を示した図である。It is the figure which showed the contact part of the ultrasonic horn and heater in the ultrasonic bonding apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波ホーン、2 超音波振動子、3 ヒータ、4 ヒータ移動手段、5 θ方向移動手段、6 Z方向移動手段、7 XY方向移動手段、8 接合ステージ、9 基板、10,13 電極、11 固定樹脂、12 チップ、14,14A,14B ベース、15 ブラケット、16 支柱、17 アーム、18 シート。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic horn, 2 Ultrasonic vibrator, 3 Heater, 4 Heater moving means, 5 (theta) direction moving means, 6 Z direction moving means, 7 XY direction moving means, 8 Bonding stage, 9 Substrate, 10, 13 Electrode, 11 Fixed resin, 12 chips, 14, 14A, 14B base, 15 bracket, 16 struts, 17 arms, 18 sheets.

Claims (5)

超音波振動を加えて電子部品と基板とを接合する超音波接合装置であって、
前記基板が載置されるテーブルと、
前記超音波振動を発生させる発振部と、
前記発振部に接続され、該発振部において発生した前記超音波振動を前記電子部品に伝達する振動伝達部と、
前記振動伝達部を加熱するヒータと、
前記振動伝達部と前記ヒータとが接する状態と、前記振動伝達部と前記ヒータとが離間した状態とを実現する移動機構とを備えた超音波接合装置。
An ultrasonic bonding apparatus for bonding an electronic component and a substrate by applying ultrasonic vibration,
A table on which the substrate is placed;
An oscillating unit for generating the ultrasonic vibration;
A vibration transmission unit that is connected to the oscillation unit and transmits the ultrasonic vibration generated in the oscillation unit to the electronic component;
A heater for heating the vibration transmitting unit;
An ultrasonic bonding apparatus comprising: a moving mechanism that realizes a state in which the vibration transmission unit and the heater are in contact with each other and a state in which the vibration transmission unit and the heater are separated from each other.
前記ヒータは、該ヒータを前記振動伝達部に接する位置から前記振動伝達部と離間する位置に移動させるヒータ移動手段を介して前記発振部に接続される、請求項1に記載の超音波接合装置。   The ultrasonic bonding apparatus according to claim 1, wherein the heater is connected to the oscillating unit via a heater moving unit that moves the heater from a position in contact with the vibration transmitting unit to a position separated from the vibration transmitting unit. . 前記テーブルはベース上に設けられ、
前記ヒータは、該ヒータを前記振動伝達部に接する位置から前記振動伝達部と離間する位置に移動させるヒータ移動手段を介して前記ベースに接続される、請求項1に記載の超音波接合装置。
The table is provided on a base;
2. The ultrasonic bonding apparatus according to claim 1, wherein the heater is connected to the base via a heater moving unit that moves the heater from a position in contact with the vibration transmission unit to a position apart from the vibration transmission unit.
前記ヒータと前記振動伝達部との間に、空気よりも熱伝導率が大きく、前記ヒータおよび前記振動伝達部よりも硬度が小さい伝熱部を備えた、請求項1から請求項3のいずれかに記載の超音波接合装置。   4. The heat transfer unit according to claim 1, further comprising a heat transfer unit having a heat conductivity larger than that of air and having a hardness lower than that of the heater and the vibration transfer unit between the heater and the vibration transfer unit. The ultrasonic bonding apparatus described in 1. 電子部品と基板とを有する電子デバイスの製造方法であって、
前記基板をテーブル上に載置する工程と、
超音波発振部からの超音波振動を前記電子部品に伝達する振動伝達部で前記電子部品を保持する工程と、
前記電子部品を保持した振動伝達部をヒータにより加熱する工程と、
前記振動伝達部と前記ヒータとを離間させる工程と、
前記振動伝達部と前記ヒータとを離間させた後に、前記電子部品に伝達された前記超音波振動により前記電子部品と前記基板とを接合する工程とを備えた電子デバイスの製造方法。
A method of manufacturing an electronic device having an electronic component and a substrate,
Placing the substrate on a table;
Holding the electronic component in a vibration transmitting unit that transmits ultrasonic vibration from an ultrasonic oscillator to the electronic component;
Heating the vibration transmission unit holding the electronic component with a heater;
Separating the vibration transmitting unit and the heater;
A method of manufacturing an electronic device comprising: a step of bonding the electronic component and the substrate by the ultrasonic vibration transmitted to the electronic component after separating the vibration transmitting unit and the heater.
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